More extreme and frequent drought periods reduced crop production and altered stable isotope ratios of C and N in plants

Klimaszenarien prognostizieren für die Jahre 2071 bis 2100 häufigere und intensivere Dürreperioden in der wichtigsten und am intensivsten genutzten Agrarregion Österreichs, dem Marchfeld. In einer Lysimeterstation wurden 9 Jahre lang aktuelle und vorhergesagte Szenarien geringerer Niederschläge simuliert. Die Pflanzenbiomasse, Stickstoff- (N) und Kohlenstoffgehalt (C) sowie die δ¹³C- und δ¹⁵NWerte der Pflanzenkompartimente wurden in den Jahren 7 bis 9 analysiert. Die oberirdische Biomasse von Getreide und der Ertrag gingen im vorhergesagten Szenario zurück, während die Qualität des Getreides (% N) unberührt blieb. Beikräuter und im Winter wachsende Zwischenfrüchte wurden nicht oder sogar positiv beeinflusst, was möglicherweise auf die Anreicherung von Nährstoffen im Boden aufgrund der geringeren Pflanzenaufnahme im Sommer zurückzuführen ist. Dementsprechend wurden niedrige δ¹⁵N-Werte der Pflanzen hauptsächlich auf das Vorhandensein eines höheren Anteils an Mineraldünger im prognostizierten Niederschlagsszenario zurückgeführt. Wie erwartet, erhöhte der Wasserstress die δ¹³C-Werte bei Pflanzen im Sommer signifikant, während dies im Winter nicht beobachtet wurde. Fruchtbare Böden können die negativen Auswirkungen häufigerer und intensiverer Dürreperioden abschwächen, jedoch nicht ausgleichen.